研究人員研發(fā)首個能接入下一代無線速度的5G交換機

  ICC訊 盡管COVID-19已經(jīng)導致了經(jīng)濟增長放緩，但5G革命仍在順利進行，第一款能夠接入下一代無線速度的先鋒設備已經(jīng)在全球上架。

德克薩斯大學奧斯汀分校的開關圖，顯示了兩個金電極和一層hBN。德克薩斯大學圖片

  當前，訪問5G速度并不是一個簡單的任務，設備制造商需要優(yōu)化他們的設計和組件，這樣他們不僅可以實現(xiàn)高速，而且以不顯著浪費電池壽命的方式高效地實現(xiàn)高速。

  現(xiàn)在，德克薩斯大學奧斯汀分校和法國里爾大學的研究人員已經(jīng)構建了一種新的組件——5G交換機，據(jù)報道，這種交換機可以更有效地接入高速5G頻率，從而延長電池壽命，加速高清流媒體等5G應用。

  該聯(lián)合小組的研究成果于5月25日發(fā)表在《自然電子學》雜志上，描述了他們開發(fā)的一種由氮化硼單分子膜制成的模擬開關。

  節(jié)能50倍

  智能手機經(jīng)常在不同的網(wǎng)絡和頻譜之間切換，如Wi-Fi、4G、LTE、藍牙等。此開關目前由射頻(RF)開關處理，這些開關持續(xù)運行并消耗處理電源和電池壽命。

  領導這項研究的科克雷爾工程學院電氣與計算機工程系教授德吉·阿金萬德說：“我們研發(fā)的開關比現(xiàn)在使用的節(jié)能50多倍。它可以以100千兆赫的頻率傳輸高清電視流，這在寬帶交換技術中是聞所未聞的?！?

  德州里爾團隊的開關保持關閉，為其他進程和需求節(jié)省電池壽命，除非設備需要它們在網(wǎng)絡之間切換。據(jù)說它們還能夠在5G級速度的基線以上傳輸數(shù)據(jù)。

  它使用與石墨烯屬于同一族的納米材料六角形亞硝酸硼硼(hBN)，并以蜂窩狀包含單層硼和氮原子，蜂窩狀圖案夾在一對金電極之間。

  重要的研究領域

  由美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實驗室下屬陸軍研究辦公室資助的研發(fā)新5G交換機的研究，是此前在5G頻譜低端取得成功的一系列努力中的最新一項，在速度較低但數(shù)據(jù)可以傳輸更長距離的地方。

  這是第一個能夠在從低端千兆赫茲到高端兆赫頻率的頻譜范圍內工作的交換機，可能對衛(wèi)星系統(tǒng)、智能無線電、物聯(lián)網(wǎng)和可重構通信等智能手機以外的應用產生巨大影響。

  美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實驗室的一部分，陸軍研究辦公室材料科學項目的部門主管Pani Varanasi博士說：“射頻開關在軍事通信、連接和雷達系統(tǒng)中無處不在，與現(xiàn)有組件相比，這些新交換機可以提供更大的性能優(yōu)勢，并且可以延長移動通信和高級可重構系統(tǒng)的電池壽命。”